hajautettu energiantuotanto kohti dikotomiaa? - vasek.fi · sähkönkulutus gwh/a % 74,1 100 50 56...

Hajautettu energiantuotanto – kohti dikotomiaa?

15.4.2010 Pekka Peura

”Hajautetut energiajärjestelmät ja energiaketjun hallinta”

Vaasan yliopiston painoala

”Until recently it was a widely held belief, or conventional wisdom, that RE can make only a marginal contribution to future energy supplies” ”Substituting renewable energy supplies for non‐ sustainable energy sources is considered to be one

of the major mitigation options”Verbruggen et al. 2010

Sisältö

Energiaomavaraisuuden potentiaali ja talous ‐ tutkimustuloksia ja havaintoja ‐ biokaasun liikennekäyttö esimerkkinä

Johtopäätöksiä: ‐ Energiasektorin ”dikotomia”

Muutos: logiikka ja tarve ‐ teoriaa ja käytäntöä

Tulevaisuuden energiastrategia ‐ alustavia ajatuksia

Tutkimuksia

Study I Kansallinen

Study II Pohjanmaa

Study III Etelä‐ Pohjanmaa

Study IV Suupohja

Potentiaali”… ilmaisee viestijän pitävän käsittelemäänsä asiaa epävarmana. Tällöin asian tapahtuminen on mahdollista, mutta ei aina todennäköistä.”

Wikipedia

”Something that can develop or become actual” Merriam‐Webster’s dictionary

Ei vielä (tämä hetki)

Mahdollinen (tulevaisuudessa)

RES potentiaali kirjallisuudessa

RETD 2006

Theoretical

Technical

Current use

Stangeland 2007

Theoretical

Technical

Realistic

Realisable

Hoogwijk and Graus 2008

Theoretical

Geographical

Technical

Economic

Market

Resch et al. 2008

Theoretical

Technical

Realisable

Krewitt et al. 2008

Theoretical

Technical

Economic

Deployment

Demand

Verbruggen et al. 2010

Technical

Sustainable development

Economic

Market

RES potentiaali (uusiutuvat energian lähteet)

RES:

Puu: Päätehakkuiden tähteet

Olki

Biojätteet

Lietteet: Kotieläimet Jäteveden puhdistus

Biomassa Ruokohelpi, potentiaali kesantoalalta

Teollisuuden jätteet

EI mukana: Tuuli Aurinko Geo(thermal) Ruuantuotanto Puu: massa ym.

RES Potentiaali

Lähde: Verbruggen et al. 2010

The Results Study I

The Results Study II

Energy Demand

RES%

Wood Straw Other Total

Pietarsaari Region

Luoto 42 20 1 2 23 55

Pietarsaari 1078 12 3 24 39 4

Kruunupyy 159 96 48 33 177 111

Pedersöre 164 130 69 44 243 148

Uusikaarlepyy 150 115 79 64 258 173

Total 1593 373 200 167 740 46

Total without Pietarsaari 515 361 197 143 701 136

Vaasa Region

Oravainen 46 33 36 20 89 195

Vöyri 67 73 80 33 186 276

Maksamaa 16 29 4 3 36 225

Mustasaari 248 138 120 50 308 124

Vaasa 1143 28 10 10 48 4

Maalahti 91 75 60 33 168 184

Korsnäs 58 38 10 12 60 104

Total 1669 414 320 161 895 54

Total without Vaasa 526 386 310 151 847 161

Kyrönmaa Region

Isokyrö 73 40 111 34 185 254

Vähäkyrö 66 23 70 22 115 174

Laihia 115 80 95 23 198 172

Total 254 143 276 79 498 196

Coastal Suupohja

Kaskinen 385 1 1 0

Kristiinankaupunki 144 129 44 23 196 136

Närpiö 277 163 169 64 396 143

Total 806 293 213 87 593 74

Total without Kaskinen 421 292 213 87 592 141

TOTAL Ostrobothnia 4322 1223 1009 494 2726 63

TOTAL without Kaskinen Vaasa, and Pietarsaari 1716 1182 996 460 2638 154

The Results Study III

Fields Biogas Wood Other TOTALSeinäjoki Region

Ilmajoki 155 60 91

Jalasjärvi 127 58 131

Kurikka 88 37 77

Nurmo 45 17 50

Seinäjoki 78 28 65

Ylistaro 127 32 71Total 620 232 485 73 1410

Härmänmaa Region

Alahärmä 73 23 59

Kauhava 91 23 70

Lapua 153 50 112

Ylihärmä 48 11

Total 365 107 241 22 735

Suupohja Region

Isojoki 26 8 131

Jurva 50 16 101

Karijoki 24 8 48

Kauhajoki 129 70 170

Teuva 68 24 117

Total 297 126 567 21 1011

Järviseutu Region

Alajärvi 52 15 106

Evijärvi 23 10 99

Kortesjärvi 38 28 42

Lappajärvi 32 6 94

Vimpeli 24 5 36

Total 169 64 377 13 623

Kuusiokunnat Region

Alavus 75 24 108

Kuortane 41 19 76

Lehtimäki 10 5 66

Soini 13 16 67

Töysä 22 9 71

Ähtäri 18 7 160Total 179 80 549 19 827

TOTAL 1630 609 2219 147 4605

The Results Study IV

Poimintoja muualtaCEEC (Central and Eastern European Countries):

Bioenergiapotentiaali suurempi kuin nykyinen energian kulutus van Dam et al. 2007

Monet maat voisivat viedä bioenergiaa muihin EU‐maihins

Lewandowski et al. 2006Turkki:

suunnitellut projektit: 90 % tulevaisuuden koko energiavarannosta Evrendilek and Ertekin 2003

Kroatia: Nykyinen RES‐E osuus jo n. 50 %, potentiaali 100 %

Bozicevic Vrhovcak et al. 2006, Schneider et al. 2007Globaalisti:

“Technical potential” 16‐kertainen nykytarpeeseen; nykyinen käyttö

13,1 %

“Realisable mid‐term (2020) potential” sähköstä

n. 40 %,pitkällä

tähtäyksellä 100 %

Resch et al. 2008 “Theoretically”

tulevaisuuden sähkön tarve voidaan tyydyttää

tuuli‐,

aurinko‐ ja bioenergialla hintaan alle 10 snt kWh‐1 v. 2050 mennessä

de Vries et al. 2007

Tyyppitilanteet

Investment Expenses

Revenues 1000 €

Net Present Value

1000 €

Internal Rent Rate %

Discounted Pay Back

Time, a

Energy price

€/MWh

I Industry 1

7000 * –2794 –4 >15 58,8

II Industry 2

7000 * –1767 –1 >15 62,1

III Industry 3

7100 * 4365 13 7,5

IV 9 farms

3000 441 246

–2236 –29 >15

V Industry 4

* * –2489 –3 >15 63,0

VI 1 farm

250 17,3 20,3

14 6 13,0 26,8

VII 1 farm

755 50 54

–9 5 14,8 56,3

VIII SME 1

5000 965 1066

696 9 11,4 35,9

IX SME 2

5500 1004 1102

630 8 12,0 42,0

X Municipal 1

11912 2020 2196

1126 8 12,5 1334

XI Municipal 2

13712 2588 3103

4603 12 9,2

Talous Study V

TalousInvestoinnin pienennys Tulojen

lisäysTulot 1.

vuonna

1000 € % 1000 € 1000 €

I Teollisuus 1 3300 47 710 180

II Teollisuus 2 2800 40 600 252

III Teollisuus 3 3200 45 650 200

IV 9 tilaa 2100 70 390 3

V 1 tila 90 36 11 14

VI 1 tila 324 43 40 38

VII SME 1 850 17 200 350

VIII SME 2 1100 20 220 369

•Takaisinmaksuaika < 8 a

•IRR > 12 %

Toiminta‐ konsepti

BIOMODE Hankeohjelma biokaasun liikennekäytön kehittämiseksi

BIOKAASUPOTENTIAALI

Lähde: Asplund, Korppi‐Tommola ja Helynen 2005: Uusiutuvan energian lisäysmahdollisuudet vuoteen 2015. Jyväskylän yliopisto ja JSP.

*

Kesantopellon tuotanto nurmiheinällä, ala 35000 ha **

Nykyiset 100 % + 10 % lisäys vuodessa

Maksimipotentiaali Teknis‐taloudellinen potentiaali

1000 t/a TWh/a H TWh/a H TWh/a

Yhdyskuntajäte 860 0,9‐1,3 45 0,5‐0,8 45 0,5‐0,8

Elintarviketeoll. jäte 430 0,4‐0,6 50 0,2‐0,3 50 0,2‐0,3

Jätevesiliete 160 0,9 25 0,2 50 0,5

Lanta ja olki 25000 30‐140 10 3,0‐14 30 9‐42

Peltobiomassat 1900 6,8 * 2,1 * 2,1

Kaatopaikkakaasu 0,7 ** 0,7 ** 0,7

YHTEENSÄ 30‐140 6,7‐18 13‐46

Osuus polttoaineen kulutuksesta Suomessa

(46,52 TWh/a) 86‐322 % 8‐39 % 28‐99 %

Talous

Oletuksia: Biokaasua 150 Nm3/h, tuotanto 300 d/aTaloudellinen pitoaika 7 aOman pääoman tuottovaatimus 10 %, diskonttauskorko 7,25 %Vierasta pääomaa 50 % investoinnista, korko 4,50 %, tasalyhennys vuosittainALV 0 %, ei tuloveroja

150 Nm3/h Jalostus Siirto Jakelu Koko ketju

Nykyarvo (NPV); € Sis. korkokanta (IRR); %

IRR, tuloa vuonna 1; % Takaisinmaksuaika, a

Diskontattu takaisinmaksuaika; a

Investointi; € Kulut; €/a

Tuotot; €/a

Biokaasua myyntiin; lbens Myyntihinta (vero 0); €/l ‐

omakustannushinta; €/l

‐

kate; €/l

564963 30 51 2,80 2,99

528000 117669 221327

790452 0,28 0,15 0,13

570113 44 89 2,10 2,19

323700 293122 395226

790452 0,50 0,37 0,13

562039 49 106 1,93 1,99

280000 453126 553316

790452 0,70 0,57 0,13

1697115 39 73 2,32 2,44

1131700 247364 553316

790452 0,70 0,31 0,39

III

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

X: n. 13 GWh/a

Sisältö





JohtopäätöksiäTärkeimmät havainnot:RES potentiaali valtavaTuotantolaitosten talous: ‐ Jo nyt taloudellisesti järkeviä ‐ Aluetalouden stimulaatio

Muita perusteita: Kansallinen strateginen kysymys Energia turvallisuus ja riippumattomuus Kestävä kehitys

Johtopäätös: Välttämättä yleistyy – seurauksena rakenteellinen uudistuminen (Dikotomia)

Visio: Energiasektorin Dikotomia

Sisältö





Muutoksen malli

Innovaation leviäminen energiasektorilla

Seuraavat askeleet

Edellytysten luominen

Ajopuumalli?

Valtion tukimalli?

Energiayhtiömalli?

Tripple helix – Knowledge triangle – Alueen tahto

Hankeohjelmien käynnistäminen

Sektorikohtaiset: esim. kasvihuoneet

Aihekohtaiset: biokaasu, polttokenno, matalaenergia

Alueelliset energiaomavaraisuusohjelmat

Kuntien energiaohjelma ja energiatehokkuussopimus

Sisältö





Esimerkki: Uusikaarlepyy

SähkönkulutusGWh/a %

74,1 100

505654

16 1,8 bg 21,6

0 0

25 2,8 bg 16 33,417,6 17,6 15

50

56 5654

74,8 100GWh/a II III 0 %Lämmönkulutus

I

Yhdysk. bio jäte 0,4

16Vesiv.

12,5puu, turve

16bg-kl16

hake-kl

9 kl-hake-kaas.

4,6 Hake

7,2 lämpöp.ja muut

16Vesiv.

16Vesiv.

12,5puu, turve

12,5puu, turve



4,6 Hake4,6 Hake

4,5hake-kaas.

13Vesiv.

19,6Biodie-sel

50,4Eläin-rasva

0,7 kl ja aluel. 0,7 kl ja aluel.0,7 kl ja aluel.

29,7Biodie-sel

13Vesiv.

13Vesiv.

16Vesiv.

12,5puu, turve


0,7 kl ja aluel.

58,1 ??

17,1 ??

37,4Öljy

Viljanolki79,3

Ruoho-helpi kesann.18,4

Eläin-rasva56

114,7En. puu

Turkis-lanta13,4Maatal. lietteet ja lannat 25,6

Energiaomavarainen alue – ASPIRE malli

1. Suunnitteluprosessi ‐ Sitoutuminen, organisoituminen, tieto ‐ SEC, SSB, Energy profiles2. Valmiuksien luominen ‐ Tietoisuuden lisääminen ‐ Tarvelähtöisyys ‐ Rahoitus3. Toimintasuunnitelma (SEAP) ‐ Uusiutuvat energianlähteet ‐ Energian säästö ‐ Energiatehokkuus4. Vaikutusten arviointi ‐ Kestävä talous ‐ Sosiaalinen vastuu ‐ Ympäristövaikutukset

Mikroverkko

hajautettu energiantuotanto kohti dikotomiaa? - vasek.fi · sähkönkulutus gwh/a % 74,1 100 50 56...

Documents